JPS63147781A - 溶接用パツクワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明はペイルパック内に収納された溶接用パックワイ
ヤに関し、詳細には上記ペイルパック内に巻装されたワ
イヤを引出す際に、ワイヤ引出し口で発生するキンクを
防止してワイヤを円滑に引出せる様にすると共に、溶接
チップ先端でのワイヤの振れを防止して溶接線の蛇行を
防止することのできる溶接用パックワイヤに関するもの
である。

［従来の技術］ 大量の溶接用ワイヤを使用する溶接現場では、２００〜
４００ｋｇのワイヤを個装単位として円筒状収納容器（
通常ペイルパックと称される）内に収納した溶接用パッ
クワイヤが用いられる。

溶接用ワイヤ（以下単にワイヤという）をペイルパック
からもつれさせることなく安定的に引き出すことは、溶
接作業の連続性を保証する上で極めて重要であるところ
から、ワイヤ収納方法に種々の工夫を加えたり、或は各
種の案内装置等を利用することが提案されている。

第２図（平面図）はワイヤ１をループ状に巻回して収納
するときのループ形成概念を示す説明図であり、ペイル
パック内径より小さい径（Ｄ）のループ状壱回１ａを連
続的に形成しながら該ループの中心点を円周方向に８動
させ、花柄模様を描く様に下層から上層へ積層を重ねて
いく。このとき通常はワイヤ引出し時に加えられる）戻
れ（１巻き毎に３６０度）を想定し、ループ状壱回１ａ
を一輪形成する毎にワイヤ軸芯まわりに３６０度の捩れ
を与えて収納する。

第３図はペイルパック４に溶接用ワイヤ１を積層した状
態を示す一部破断斜視図である。ペイルパック４上部に
は円錐状のワイヤ引出し治具５が装着され、ワイヤ引出
し端３ａは該引出し治具５の頂部から引出され溶接トー
チ側へ送給される。積層ワイヤ１上部には円盤状の押え
板２が載置され、該押え板２中央部の透孔７からはワイ
ヤ引出し端３ａ及びワイヤ巻始め端（引出し最終端）３
ｂが取り出され、ワイヤ巻始め端３ｂはペイルパック４
内面の固定具９に把持固定される。

［発明が解決しようとする問題点］ ペイルパックに収納されたワイヤには前述の様にループ
状壱回の１周回毎にワイヤ軸芯回りに３６０度の捩りを
与えておくのが一般的であり、ワイヤがペイルパックか
ら引出される過程で加えられる逆方向の捩れによって理
論的にはワイヤ軸芯に対して捩れのないワイヤとなって
溶接トーチ側へ供給されるはずである。

ところが上記捩れを与えてペイルパックに収納されたワ
イヤはワイヤの抗張力（あるいは降伏点）、線径に応じ
、収納される際及び引出される際に、塑性変形を受ける
ことが判った。即ち収納される際には、落し込み機での
ワイヤの軌跡やパックに収納される際形成される線輪径
等の影響を受け、また引出される際には、ワイヤ自重（
積層荷重）あるいは押え板の重量等が加えられるなどの
種々の要因により塑性変形をきたし、ワイヤ引出し時に
おいてワイヤ収納時とは逆の３６０度捩れが加えられて
も収納時と引出時の捩れが完全に相殺されるという訳で
はなく、塑性変形した分に相当する収納時とは逆方向の
捩れをワイヤ軸芯回りに捩れを残存させ、次に示す様な
不都合を生じる。

即ち（イ）引出しワイヤ先端側が送給用コンジットチュ
ーブやピンチローラ等によって強く拘束されているとき
には、塑性変形に起因する捩れはワイヤ先端（溶接トー
チ先端側）で解消されることがなく、捩れの一部が残存
することになる。

従って上記捩れはパック内で徐々に累積され、捩れ量が
限界値を超えると第４図（ａ）に示す様にワイヤが押え
板２の透孔７から飛び出して線輪１０を形成する様にな
る。この線輪１０はワイヤの引出しにつれて第４図（ｂ
）〜（ｄ）に示す如く絞り込まれて行き、最終的には引
出し口５ａにおいてキンク１０ａとなってワイヤの引出
しを阻止してしまう。

（ロ）また塑性変形に起因する捩れはその全てが前項（
イ）の様にパック内の引出しワイヤに累積されるとは限
らず、コンジットチューブ内を通過するワイヤにある程
度の自由度がある場合には溶接トーチのチップ先端でワ
イヤが軸芯回りに回転して捩れが解消されることもある
。しかしこのときの捩れの解放は少しずつ且つ連続的に
行なわれる訳ではなく、捩れの累積量がある限度を超え
たときに、−気に且つ不連続（突発的）に行なわれる為
、高速溶接や狭開先の溶接を行なう際には前記ワイヤの
突発的回転によって溶接線を蛇行させてしまうことにな
る。

そこで本発明者は前記（イ）、（ロ）の問題を引き起こ
さない溶接用パックワイヤを開発することを目的に種々
研究を行なった結果、本発明を完成させるに至った。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明の溶接用パックワイヤは、ワイヤ収納時に与えら
れるワイヤ軸芯回り３６０度の捩れとワイヤ引出し時の
逆方向３６０度の捩りによるワイヤ軸芯まわりの捩れ誤
差が、ワイヤ引出し長さ５００ｍｍ当たり９０度以下で
ある溶接用パックワイヤとする点に要旨を有するもので
ある。

［作用］ 本発明では、ワイヤ軸芯方向に３６０度のｔ戻りを与え
ペイルパック内に収納される溶接用ワイヤにおいて、ワ
イヤ引出し時の逆方向３６０度の）戻れが加わったとき
、ワイヤ軸芯まわりの捩れ誤差（角度で表わされる）が
ワイヤ引出し長さ５００ｍｍ当たり９０度以下である様
に構成する。即ちペイルパック中央部から垂直上方にワ
イヤを引き出した時、ワイヤ自身の軸芯まわりの回数が
９０度以下となる様にする。

この捩れ誤差はワイヤ収納時に当たえられた３６０度の
捩れの一部が前述の如くワイヤ中に塑性変形して残った
ものである。この塑性変形量はワイヤの抗張力（ワイヤ
の降伏点）、ワイヤ線径、ループ巻回径、ワイヤ収納量
及び巻回ワイヤ押え機構、押え板の重量の種類等によっ
て相違することになるが、この塑性変形に基づく残留捩
れの全部又は一部が、これからまさに引出されていこう
とするワイヤを伝わって収納中のワイヤに累積されてい
くことによって前記（イ）、（ロ）の様な不都合を起こ
すことになる。この累積捩れは不連続的に開放されるこ
ともあるが、引出されるワイヤの軸芯回りの捩れ角度が
上記数値範囲内であれば、上記不都合を起こさずスムー
ズなワイヤ引出しが行え、しかも溶接線の振れ等を起こ
さないことが種々の実験によって確認された。

［実施例］ 溶接用パックワイヤの塑性変形量は前述の如くワイヤ自
身の特性や押え板の重量等によフて変化するが、上記塑
性変形量を低く押えるためには、ペイルパックの収納径
を大きくする方法やワイヤの抗張力を調整する方法及び
押え板の重量を軽くする方法等が考えられる。例えばワ
イヤ引張り強さと引出しワイヤ５００ｍｍ＋当たりのＩ
戻れ角度との関係を実験によって観察したところ、第１
図（ａ）に示す結果が得られた。即ちワイヤの引張強さ
を高くすれば、他の条件が同一であっても塑性変形を受
けにくくなるので、引出しワイヤ５００ａ＋ｍ当たりの
捩れ角度を調整する上で有効な手段であることが分かる
。尚上記した実験では線径１．２　ｍ−のものをパック
径５００ｍｍすのペイルパックに収納し、積層ワイヤ上
には０．９　ｋｇの押え板を使用した０次いでワイヤ径
１．６　ｍｍすで引張強さ８７　ｋｇ／ｍｍ’のものを
バック径６００　ｍｍ＋のペイルパック内に収納し、押
え板の重量を変化させたときの引出しワイヤ５００ａｍ
当たりの捩れ角度を調べた結果を第１図（ｂ）に示す。

この結果から引出しワイヤの捩れ角度を抑制するために
は押え板の重量を軽くすれば良いことが分かるが、収納
ワイヤにははね上がろうとする弾性力があるので軽くし
過ぎるとワイヤのはね上りによってキンクを生じてワイ
ヤの引出しを不能に至らしめることになるので、押え板
の重量はワイヤ線径、バック径及びワイヤ引張強さ等を
考慮して設定することが望ましい。

引出しワイヤのキンク発生と引出しワイヤ５００ｍｍ当
たりの捩れ角度との関係を調べることを目的として次の
実験を行なった。

線径１．２　ｍｍすでワイヤ引張強さ９５ｋｇ／ｍｍ”
のものをバック径５００　ｍｍ＋のペイルパックに２５
０ｋｇ収納し、積層ワイヤ上には１．１　ｋｇの押え板
を配設した。パックと送給装置の間には５ｍのコンジッ
トチューブを配設し、該コンジットチューブに直径３０
０■のループ状湾曲を形成する場合［第１図（Ｃ）のＯ
印］及びコンジットチューブに湾曲を形成しない場合［
第１図（ｃ）のΔ印］夫々について、ペイルパックから
真上方向にワイヤを引き出したときに生じる５００ｍｍ
当たりのワイヤ涙れ角度と、押え板からワイヤの飛び出
しを生じるまでのワイヤ消費量（ｋｇ）との関係を調べ
た。これらの結果から分かる様に引出しワイヤ５００ｍ
ｍ当たりの捩れ角度が９０度を超える範囲ではワイヤ引
出しの途中でワイヤ飛び出しを生じ易く、ワイヤのキン
ク発生によりワイヤ引出しを阻害する恐れが高くなるこ
とを示している。

次に上記実験と同条件のペイルパックを使い、線径１．
２　ＩＩＩｍ◆で引張強さ１００　ｋｇ／ａｍ２の溶接
用ワイヤを使用し、溶接電流３００Ａ、溶接電圧３２ｖ
、溶接速度６０　ｃｍ／分の溶接条件でビード蛇行とカ
ーブドトーチを用いシールドガスとしてＣＯ□ガスを２
０１．７分で供給し、チップ先端でのワイヤ振れ角度を
調査した。その結果第１図（ｄ）に示す如く引出しワイ
ヤ５００ｍｍ当たりの捩れ角度と溶接トーチのチップ先
端での振れ角度とはほぼ比例し、チップ先端でのワイヤ
振れ角度が９０度を超えるときにはワイヤ振れに伴う溶
接線の蛇行を生じ、ロボットを使った高速溶接や狭開先
の溶接には不向きとな゛ることが分かった（図中のＯ印
はビード蛇行のなかったことを示し、・印はビード蛇行
を発生したことを示す）。尚上記した例では内筒のない
ペイルパックについて述べたが、この池内筒の設けられ
たペイルパックに収納される溶接用ワイヤ等て゛あって
も構わない。

［発明の効果］ 本発明の溶接用パックワイヤを採用することにより、ペ
イルパック内で溶接用ワイヤが押え板から飛び出しキン
クを生じるのが抑制されてワイヤの引出しが円滑に行え
る様になり、しかも溶接トーチ先端におけるワイヤの振
れを防止することができる様になって溶接線の蛇行が発
生しなくなった。従って高速の自動溶接等においても高
精度の溶接が可能となり、能率的な作業が行なえる様に
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は引出しワイヤ５　（１０！Ｉｌ！当たり
の捩れ角度とワイヤの引張強さの関係を示すグラフ、第
１図（ｂ）は引出しワイヤ５００ｍｍ当たりの捩れ角度
と押え板の重量の関係を示すグラフ、第１図（ｅ）は引
出しワイヤ５００１Ｉ１１当たりの捩れ角度とワイヤの
飛び出しの関係を示すグラフ、第１図（ｄ）は引出しワ
イヤ５００ｍｍ当たりの捩れ角度とチップ先端のワイヤ
振れ角度の関係を示すグラフ、第２図はワイヤのループ
状壱回を示す平面説明図、第３図はペイルパックに収納
されるワイヤを示す一部破断斜視図、第４図（ａ）〜（
ｄ）はペイルパック内でワイヤの飛び出しを生じたとき
の状態を示す説明図である。 １・・・溶接用ワイヤ　　１ａ・・・ループ状壱回２・
・・押え板　　　　　３　ａ　・・・ワイヤ引出し端３
ｂ・・・ワイヤ巻始め端　４・・・ペイルパック５・・
・引出し具　　　　７・・・透孔８・・・弾性部材　　
　　９・・・固定具１０・・・飛び出しワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １線輪当たり約３６０度の捩れを与えてペイルパック内
   に積層収納される溶接用パックワイヤであって、ワイヤ
   を積層面から垂直上方へ引出したときの軸芯まわりの捩
   れ角度がワイヤ引出し長さ５００ｍｍ当たり９０度以下
   であることを特徴とする溶接用パックワイヤ